CN112399303A - 扬声器及其音频设备、高频的尖峰频率的抑制方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于音频技术领域，提供了一种扬声器及其音频设备、高频的尖峰频率的抑制方法，该一种扬声器，包括前后连通的前腔和后腔，还包括：至少一个共振腔，设置于所述后腔，并与所述前腔连通，在所述扬声器播放音频时与所述音频的高频中的特定频段共振，抑制所述特定频段；所述特定频段为在所述扬声器播放音频时，所述扬声器的频率响曲线中至少一个高频的尖峰频率。借此，本发明抑制高频的尖峰频率，改善了扬声器的高频频感。

Description

扬声器及其音频设备、高频的尖峰频率的抑制方法

技术领域

本发明涉及音频技术领域，尤其涉及一种扬声器及其音频设备、高频的尖峰频率的抑制方法。

背景技术

对于现代人类，耳机和音乐已经成为人们每天的必须。带上耳机，人们便可以进入到耳机为我们呈现的声场里去，而不用担心会打扰到别人。随着耳机的广泛普及。人们对于耳机音质的需求也在逐步提升。很多耳机整体上比较平衡，但是在高频某一些频点有一些“嘶嘶”声比较刺耳，通常是由于耳机的喇叭设计过程中，其频率响应曲线在高频的某一些频点有一些尖峰所造成的，如图1和图2所示。传统的方法一般是增加一些前腔的阻尼来抑制高频，这样的方法能够解决“嘶嘶”声的问题，但是也严重的破坏了耳机本身的高频特性，如图3所示，常见的耳机的频率响应曲线，其高频存在尖峰。而传统的增加前腔阻尼的做法在抑制的尖峰的同时，又对耳机的高频性能产生较大的抑制，破坏了耳机的整体声学性能。图3所示为传统方法来改善高频的结果，高频整体衰减较多，对于耳机的整体音质表现有较大损伤。

在现有技术中，如申请号为201420423497.3，实用新型名称为“一种入耳式耳机”，该实用新型公开了一种入耳式耳机，包括耳机本体，所述耳机本体包括导声管及喇叭，所述导声管为一中空结构，其一端为入耳端，其另一端为外露端，所述喇叭设置在入耳端内，且喇叭向入耳端的开口发声，这样喇叭发出的声音到耳朵之间的距离就大大缩小，可以极大的提高耳机的高频响应，减少高频衰减，高频响应平滑且音质好，进一步，本实用新型还在导声管的入耳端内侧设置有一封闭的空腔，该空腔设置在喇叭至导声管的入耳端开口之间，所述空腔通过若干小孔与导声管连通，使得该空腔形成一赫姆赫兹共振腔，通过调整小孔的直径和长度、以及空腔的容积，可以改变共振腔的频率到特定的频点共振，即可衰减其中一些特定频率的响应幅度，提高耳机的音质。但是该耳机的结构设置未能明确的改善高频的尖峰频率。

综上可知，现有的扬声器结构在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种扬声器及其音频设备、高频的尖峰频率的抑制方法，以抑制高频的尖峰频率，改善了扬声器的高频频感。

为了实现上述目的，本发明提供一种扬声器，包括前后连通的前腔和后腔，还包括：

至少一个共振腔，设置于所述后腔，并与所述前腔连通，在所述扬声器播放音频时与所述音频的高频中的特定频段共振，抑制所述特定频段；

所述特定频段为在所述扬声器播放音频时，所述扬声器的频率响曲线中至少一个高频的尖峰频率。

根据所述的扬声器，所述共振腔为赫姆赫兹共振腔；在所述扬声器播放音频时与所述扬声器的高频中的特定频段进行赫姆赫兹共振。

根据所述的扬声器，所述共振腔包括：

腔体，凹设于一壳体上所述壳体向所述后腔延伸；

开孔，开设于所述扬声器的面板上，与所述腔体和所述前腔连通；

阻尼网布，覆盖于所述开孔处，并且位于所述腔体或所述前腔内。

根据所述的扬声器，根据需要抑制的所述尖峰频率设置所述腔体的容积、所述开孔的直径和深度以及所述阻尼网布的阻尼；

其中，所述腔体的体积越大，可抑制的所述尖峰频率越低；所述腔体的体积越低，可抑制的所述尖峰频率越高；所述开孔的直径越小，可抑制的所述尖峰频率越高；所述开孔的直径越大，可抑制的所述尖峰频率越低；所述开孔的深度越深，可抑制的所述尖峰频率越低；所述开孔的深度越浅，可抑制的所述尖峰频率越高。

根据所述的扬声器，所述前腔与所述扬声器的面板以及所述后腔之间具有声音通道；所述赫姆赫兹共振腔设置于所述声音通道上的所述面板上开设的最大圆孔的横向和/或纵向的中轴线的延长线上。

根据所述的扬声器，所述共振腔为多个，所述特定频段为在所述扬声器播放音频时，所述扬声器的频率响曲线中多个高频的尖峰频率。

为了实现本发明的另一发明目的，本发明还提供了一种包括上述任一项所述的扬声器的音频设备。

根据所述的音频设备，所述音频设备包括：耳机、音箱、CD机、录音机以及移动通信终端。

根据所述的音频设备，所述耳机为头戴式耳机、入耳式、脖挂式耳机或者真正无线立体声耳机。

为了实现本发明的另一发明目的，本发明还提供了一种包括上述任一项所述的扬声器的高频的尖峰频率的抑制方法，包括：

在所述扬声器内设置至少一个共振腔，所述共振腔设置于所述后腔，并与所述前腔连通，在所述扬声器播放音频时与所述音频的高频中的特定频段共振，抑制所述特定频段；

所述特定频段为在所述扬声器播放音频时，所述扬声器的频率响曲线中至少一个高频的尖峰频率。

本发明通过在扬声器中设置至少一个与其前腔连通的共振腔，该共振腔在所述扬声器播放音频时与所述音频的高频中的特定频段共振，抑制所述特定频段；所述特定频段为在所述扬声器播放音频时，所述扬声器的频率响曲线中至少一个高频的尖峰频率，由此。抑制高频的尖峰频率，改善了扬声器的高频频感。优选的该共振腔为赫姆赫兹共振腔；根据需要抑制的所述尖峰频率设置所述赫姆赫兹共振腔腔体的容积、所述开孔的直径和深度以及所述阻尼网布的阻尼，经过设置该赫姆赫兹共振腔其作用相当于一个带阻滤波器，设置上述参数达到优化带阻滤波器的曲线，以实现抑制高频的尖峰频率，改善了扬声器的高频频感的作用。相应的本发明提供的包括该扬声器的音频设备，以及高频的尖峰频率的抑制方法，有效的实现了实现抑制高频的尖峰频率，改善了扬声器的高频频感。

其中，附图标记:

100-扬声器 10-前腔

20-后腔 21-电磁组件

30-共振腔 31-腔体

32-开孔 33-阻尼网布

34-壳体 40-面板

41-最大圆孔 50-海绵体

101-声音通道 200-耳机

201-耳麦

附图说明

图1是现有技术中常见的耳机的频率响应曲线；

图2是通过仿真软件计算理论上带阻滤波器的频率响应曲线；

图3是通过仿真软件计算现有技术中的传统方法针对耳机的改善频率响应曲线；

图4是本发明实施例提供的扬声器结构的立体图；

图5是本发明实施例提供的扬声器结构的俯视图；

图6是图5的A-A向剖视图；

图7是图6的B处放大图；

图8是通过仿真软件计算的本发明提供的方案针对耳机的改善频率响应曲线；

图9A是本发明实施例提供的耳机的结构示意图；

图9B是本发明实施例提供的耳机的单边耳麦的结构分解示意图；

图9C是本发明实施例提供的耳机的单边耳麦的结构示意图；

图9D是本发明实施例提供的耳机的单边耳麦的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，说明书中针对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用，指的是描述的该实施例可包括特定的特征、结构或特性，但不必然每个实施例必须包含这些特定特征、结构或特性。此外，这种表述并非指的是同一个实施例。进一步，在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，无论有没有明确的描述，已经表明将这样的特征、结构或特性结合到其它实施例中是在本领域技术人员的知识范围内的。

在说明书及后续的权利要求书中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，本领域普通技术的员应可理解，技术使用者或制造商可以不同的名词或术语来称呼同一个组件或部件。本说明书及后续的权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求项中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“连接”一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进行连接。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参见图4～图7，图9A～图9B，在本发明的一个实施例中，提供了一种扬声器100，包括前后连通的前腔10和后腔20，还包括：

至少一个共振腔30，设置于后腔20，并与所述前腔10连通，在所述扬声器100播放音频时与所述音频的高频中的特定频段共振，抑制所述特定频段；

所述特定频段为在所述扬声器100播放音频时，所述扬声器100的频率响曲线中至少一个高频的尖峰频率。

在该实施例中，扬声器100的前腔10和后腔20是连通的，通过在扬声器100内设置至少一个共振腔30，该共振腔30设置于后腔20，节省了在扬声器100中额外的排布空间，并且与前腔10连通。该共振腔30在扬声器100播放音频时将与所述音频的高频中的特定频段共振，抑制所述特定频段；该特定频段如图1和图3所示，将抑制在所述扬声器100播放音频时，所述扬声器100的频率响曲线中至少一个高频的尖峰频率，由此可以改善扬声器100高频频感。

在本发明的一个实施例中，共振腔30为赫姆赫兹共振腔；在扬声器100播放音频时与扬声器100的高频中的特定频段进行赫姆赫兹共振。共振腔30包括：

腔体31，凹设置于一壳体34上壳体34向后腔20延伸；

开孔32，开设于所述扬声器100的面板40上，与腔体31和前腔10连通；

阻尼网布33，覆盖于开孔32的开口处，并且位于所述腔体30或所述前腔10内。通过调整腔体31的体积、开孔的尺寸以及阻尼网布33的阻尼可以实现抑制不同所述尖峰频率。

在本发明的一个实施例中，根据需要抑制的所述尖峰频率设置腔体31的容积、开孔32的直径和深度以及所述阻尼网布33的阻尼。其中根据需要抑制的所述尖峰频率，调整关键参数为，开孔32的开口直径D和开孔32的深度，腔体31的体积V和开孔32处阻尼网布33的阻尼R。其中，腔体31的体积越大，可抑制的所述尖峰频率越低；腔体31的体积越低，可抑制的所述尖峰频率越高；开孔32的直径越小，可抑制的所述尖峰频率越高；开孔32的直径越大，可抑制的所述尖峰频率越低；开孔32的深度越深，可抑制的所述尖峰频率越低；开孔32的深度越浅，可抑制的所述尖峰频率越高。以及在本发明的一个实施方式中，阻尼网布33的阻尼R越大，可抑制的所述尖峰频率越低；阻尼网布33的阻尼R越小，可抑制的所述尖峰频率越高。上述多个参数可以协调配合，以抑制某个尖峰频率。此外，设置该赫姆赫兹共振腔30起作用相当于一个带阻滤波器具体的，通过调整上述参数，达到优化带阻滤波器的曲线。在本发明的一个实施例中，开孔32的尺寸(面积)：A＝1.3mm^2；深度：H＝8mm；腔体32容积：V＝40e3mm^3；其共振频率会落在11kHz，起到调节的作用，参见图8。由此可见，通过这种结构设计，可以有效的抑制包括扬声器100的耳机高频尖峰并保持整体曲线形状不变，进而达到改善耳机音质的目的。

参见图9A～图9D，在本发明的一个实施例中，以耳机200为例，其包括左右耳麦201，耳麦201具有海绵体50，其设置在扬声器100的前方，面板40与海绵体50限定了前腔10的空间范围，而扬声器100内的面板40以及电磁组件21后部空间为后腔20。由此，前腔10与扬声器的100面板40以及后腔20之间具有声音通道101；赫姆赫兹共振腔30设置于声音通道101上的面板40上开设的最大圆孔41的横向和/或纵向的中轴线的延长线上。由此可以将赫姆赫兹共振腔30良好的布局，获得较好的改善扬声器100高频频感的效果。

在本发明的一个实施例中，共振腔30为多个，所述特定频段为在扬声器100播放音频时，扬声器100的频率响曲线中多个高频的尖峰频率。例如共振腔30为两个，两个共振腔30并排排列在后腔20，且于最大圆孔41的横向和/或纵向的中轴线的延长线上；或者两个共振腔30环绕最大圆孔41设置，如图9B，其设置于扬声器100的电磁组件21的外围。而且设置2个或多个此类结构来实现对于高频多频点的调整。进而更大程度的改善耳机音质。

在本发明的一个实施例中，还提供了一种包括在上述多个实施例中的扬声器100的音频设备。所述音频设备包括：耳机、音箱、CD机、录音机以及移动通信终端等。其中，优选的，所述耳机为头戴式耳机、入耳式、脖挂式耳机或者TWS(True Wireless Stereo，真正无线立体声)耳机。

在本发明的一个实施例中，提供了利用上述多个实施例中的扬声器100实现高频的尖峰频率抑制方法，包括：

在所述扬声器100内设置至少一个共振腔30，共振腔30设置于后腔20，并与所述前腔10连通，在所述扬声器100播放音频时与所述音频的高频中的特定频段共振，抑制所述特定频段；

所述特定频段为在所述扬声器100播放音频时，所述扬声器100的频率响曲线中至少一个高频的尖峰频率。

综上所述，本发明通过在扬声器中设置至少一个与其前腔连通的共振腔，该共振腔在所述扬声器播放音频时与所述音频的高频中的特定频段共振，抑制所述特定频段；所述特定频段为在所述扬声器播放音频时，所述扬声器的频率响曲线中至少一个高频的尖峰频率，由此。抑制高频的尖峰频率，改善了扬声器的高频频感。优选的该共振腔为赫姆赫兹共振腔；根据需要抑制的所述尖峰频率设置所述赫姆赫兹共振腔腔体的容积、所述开孔的直径和深度以及所述阻尼网布的阻尼，经过设置该赫姆赫兹共振腔其作用相当于一个带阻滤波器，设置上述参数达到优化带阻滤波器的曲线，以实现抑制高频的尖峰频率，改善了扬声器的高频频感的作用。相应的本发明提供的包括该扬声器的音频设备，以及高频的尖峰频率的抑制方法，有效的实现了实现抑制高频的尖峰频率，改善了扬声器的高频频感。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种扬声器，包括前后连通的前腔和后腔，其特征在于，还包括：

至少一个共振腔，设置于所述后腔，并与所述前腔连通，在所述扬声器播放音频时与所述音频的高频中的特定频段共振，抑制所述特定频段；

所述特定频段为在所述扬声器播放音频时，所述扬声器的频率响曲线中至少一个高频的尖峰频率。

2.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述共振腔为赫姆赫兹共振腔；在所述扬声器播放音频时与所述扬声器的高频中的特定频段进行赫姆赫兹共振。

3.根据权利要求2所述的扬声器，其特征在于，所述共振腔包括：

腔体，凹设于一壳体上所述壳体向所述后腔延伸；

开孔，开设于所述扬声器的面板上，连接所述腔体和所述前腔；

阻尼网布，覆盖于所述开孔处，并且位于所述腔体或所述前腔内。

4.根据权利要求3所述的扬声器，其特征在于，根据需要抑制的所述尖峰频率设置所述腔体的容积、所述开孔的直径和深度以及所述阻尼网布的阻尼；

其中，所述腔体的体积越大，可抑制的所述尖峰频率越低；所述腔体的体积越低，可抑制的所述尖峰频率越高；所述开孔的直径越小，可抑制的所述尖峰频率越高；所述开孔的直径越大，可抑制的所述尖峰频率越低；所述开孔的深度越深，可抑制的所述尖峰频率越低；所述开孔的深度越浅，可抑制的所述尖峰频率越高。

5.根据权利要求3所述的扬声器，其特征在于，所述前腔与所述扬声器的面板以及所述后腔之间具有声音通道；所述赫姆赫兹共振腔设置于所述声音通道上的所述面板上开设的最大圆孔的横向和/或纵向的中轴线的延长线上。

6.根据权利要求1所述的扬声器，其特征在于，所述共振腔为多个，所述特定频段为在所述扬声器播放音频时，所述扬声器的频率响曲线中多个高频的尖峰频率。

7.一种包括权利要求1～6任一项所述的扬声器的音频设备。

8.根据权利要求7所述的音频设备，其特征在于，所述音频设备包括：耳机、音箱、CD机、录音机以及移动通信终端。

9.根据权利要求8所述的音频设备，其特征在于，所述耳机为头戴式耳机、入耳式、脖挂式耳机或者真正无线立体声耳机。

10.一种用于权利要求1～6任一项所述的扬声器的高频的尖峰频率的抑制方法，其特征在于，包括：

在所述扬声器内设置至少一个共振腔，所述共振腔设置于所述后腔，并与所述前腔连通，在所述扬声器播放音频时与所述音频的高频中的特定频段共振，抑制所述特定频段；

所述特定频段为在所述扬声器播放音频时，所述扬声器的频率响曲线中至少一个高频的尖峰频率。

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